本實(shí)用新型是關(guān)于ROV外接工具領(lǐng)域，特別涉及扭矩工具。

背景技術(shù)：

扭矩工具(Torque Tool)作為一種ROV外接工具，主要用于開關(guān)水下球閥，可搭載在ROV上提供不同等級(jí)的扭矩進(jìn)行球閥的開關(guān)，被廣泛的應(yīng)用在深水油氣田開發(fā)中扭矩工具由扭矩驅(qū)動(dòng)單元、插口單元、鎖閂單元組成，在實(shí)際使用時(shí)為開關(guān)球閥提供正反轉(zhuǎn)扭矩。

現(xiàn)有的產(chǎn)品使用方法主要為：有需求用扭矩工具旋轉(zhuǎn)水下設(shè)備時(shí)，ROV操作手需要選擇正確的套筒尺寸及適當(dāng)?shù)呐ぞ乇ＷC扭矩工具輸出扭矩不會(huì)大于水下設(shè)備的最大承載力，如果使用的扭矩超過設(shè)備極限，該設(shè)備可能會(huì)損壞或失效，而回收這些水下設(shè)備去維修或者替換非常困難，并且成本昂貴。當(dāng)ROV執(zhí)行不同的水下任務(wù)時(shí)，扭矩工具需要根據(jù)任務(wù)范圍選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和套筒后再釋放下水，這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)事。目前市場(chǎng)上的扭矩工具基本都是根據(jù)不同級(jí)別更換相關(guān)配件來達(dá)到使用目的，并且體積大重量高，對(duì)人員操作要求比較高，使用不便捷，而且增加了操作時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水下多規(guī)格的扭矩工具。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是：

提供一種扭矩工具，包括扭矩驅(qū)動(dòng)單元、插口單元、鎖閂單元，所述扭矩驅(qū)動(dòng)單元包括扭矩工具鼻、液壓馬達(dá)、馬達(dá)及倍增器適配器、扭矩倍增器、插口適配器、霍爾傳感器組件；

所述液壓馬達(dá)的軸與馬達(dá)及倍增器適配器通過鍵連接，馬達(dá)及倍增器適配器還與扭矩倍增器的輸入端對(duì)接，扭矩倍增器的輸出端與插口適配器連接；所述扭矩工具鼻與插口適配器(通過旋轉(zhuǎn)格萊圈)密封固定連接(液壓馬達(dá)啟動(dòng)后，能帶動(dòng)馬達(dá)及倍增器適配器傳輸扭矩到扭矩倍增器上，扭矩倍增器通過效率轉(zhuǎn)換使輸出扭矩增大，同時(shí)也起到了減速作用，并將扭矩傳導(dǎo)到插口適配器上，能通過調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速及壓力改變扭矩大小)；

所述霍爾傳感器組件包括霍爾傳感器、傳感器安裝支架、磁鐵架、磁鐵、水密接插件；所述傳感器安裝支架(通過螺釘)安裝在扭矩工具鼻上，用于感應(yīng)磁鐵的霍爾傳感器安裝固定在傳感器安裝支架上；所述磁鐵安裝在磁鐵架上，磁鐵架固定在插口適配器的徑向位置上；霍爾傳感器和磁鐵能進(jìn)行圈數(shù)計(jì)算，并通過水密接插件輸出數(shù)據(jù)到水面的控制單元，控制單元能在水面上調(diào)節(jié)扭矩工具的扭矩及轉(zhuǎn)速；

所述插口單元包括止推墊圈、插口底座、插口套筒、導(dǎo)向帶、軸承、端蓋、插口定位桿、中插口套筒、小插口套筒、小插口套筒彈簧、中插口套筒彈簧；止推墊圈安裝在扭矩工具鼻和插口底座的兩端面中間，插口套筒與插口底座端面相接；插口套筒與扭矩工具鼻的后端通過導(dǎo)向帶進(jìn)行配合，插口套筒與扭矩工具鼻的前端通過軸承進(jìn)行配合，軸承和導(dǎo)向帶用于在扭矩工具鼻和插口套筒側(cè)壁之間進(jìn)行導(dǎo)向和耐磨損；端蓋(通過螺釘)與扭矩工具鼻連接，用于固定軸承并；

所述小插口套筒、中插口套筒、插口套筒的開口形狀都為四葉草式，用于方便方口的球閥插入到扭矩工具中；小插口套筒與中插口套筒的一端都具有法蘭盤，小插口套筒的外壁與中插口套筒的內(nèi)壁相互貼合，并通過法蘭盤進(jìn)行軸向限位，中插口套筒的外壁與插口套筒的內(nèi)壁相互貼合，也通過法蘭盤進(jìn)行軸向限位；小插口套筒、中插口套筒分別通過小插口套筒彈簧和中插口套筒彈簧進(jìn)行固定，使小插口套筒、中插口套筒、插口套筒相互套合成伸縮套筒式套筒(伸縮套筒式套筒為可替換部件)；

所述插口定位桿與小插口套筒內(nèi)壁相接觸配合，使小插口套筒彈簧壓縮后，小插口套筒能沿插口定位桿的軸向向內(nèi)部移動(dòng)，保證不偏位；

所述鎖閂單元包括鎖閂液壓缸、鎖閂外殼、鎖閂手指、鎖閂滑動(dòng)軸承、鎖閂U型叉、鎖閂U型叉銷、插銷滑塊、圓柱銷，用于扭矩工具插入到旋轉(zhuǎn)扭矩插孔中到位后，打開鎖閂，防止扭矩工具在旋轉(zhuǎn)時(shí)與接口出現(xiàn)脫離現(xiàn)象；

鎖閂單元的推出結(jié)構(gòu)包括一個(gè)定位用的圓柱銷和一個(gè)叉銷滑塊，圓柱銷外側(cè)設(shè)有鎖閂滑動(dòng)軸承用于減小摩擦，叉銷滑塊與鎖閂手指、鎖閂U型叉分別通過鎖閂U型叉銷連接，鎖閂U型叉與鎖閂液壓缸的頂桿(通過螺紋)連接固定；推出結(jié)構(gòu)用于將鎖閂液壓缸的軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為徑向運(yùn)動(dòng)，且叉銷滑塊用于確保在最終受力位置時(shí)的最大接觸面積；所述鎖閂液壓缸作為驅(qū)動(dòng)部件，當(dāng)扭矩工具對(duì)接到位之后，通過鎖閂液壓缸的頂桿頂出力將鎖閂手指的受力面移動(dòng)到垂直于旋轉(zhuǎn)扭矩插孔的位置，保證在扭矩工具使用時(shí)不會(huì)脫離旋轉(zhuǎn)扭矩插孔，當(dāng)開關(guān)球閥結(jié)束后收縮鎖閂液壓缸的頂桿即可拔出扭矩工具；所述鎖閂外殼的一端與鎖閂液壓缸連接，并且鎖閂外殼固定在扭矩工具鼻上，鎖閂外殼包裹整個(gè)推出結(jié)構(gòu)，只在一側(cè)留出鎖閂手指的推出槽，鎖閂外殼用于在使用過程中對(duì)推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)以及扭矩工具旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行固定。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述扭矩工具還包括格萊圈、O型圈(橡膠O型圈)，格萊圈用于插口適配器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和扭矩工具鼻之間的密封，O型圈用于其他相鄰部件的端面密封。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述扭矩驅(qū)動(dòng)單元還包括殼體，殼體的一端密封罩住液壓馬達(dá)前軸端并通過螺釘固定，殼體的另一端封裝扭矩驅(qū)動(dòng)單元的其余部件，且殼體采用橡膠O型圈進(jìn)行密封(殼體與液壓馬達(dá)二者端面通過橡膠O型圈進(jìn)行密封，殼體與環(huán)形扭矩單元其余部件之間端面通過橡膠O型圈密封)。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述插口單元中的端蓋設(shè)有錐度，度數(shù)為0°～90°，用于保證端蓋前端面的直徑小于后端面直徑，起到導(dǎo)向作用，方便插入到旋轉(zhuǎn)扭矩插孔中。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述扭矩工具還包括T型手柄，T型手柄通過螺釘安裝在扭矩工具鼻的螺紋孔上，用于作為扭矩工具的輔助操作裝置；在使用時(shí)能通過ROV上的機(jī)械手進(jìn)行抓取操作(也可將T型手柄拆卸，通過扭矩工具鼻上的六個(gè)螺釘孔安裝在ROV上進(jìn)行使用)。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述端蓋采用尼龍材質(zhì)的端蓋。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述殼體采用鋁合金陽(yáng)極氧化材質(zhì)的殼體。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述除殼體、液壓馬達(dá)、馬達(dá)及倍增器適配器、扭矩倍增器、插口適配器、傳感器安裝支架、霍爾傳感器、磁鐵架、磁鐵外的所有零件和標(biāo)準(zhǔn)件都使用耐海水腐蝕的相同金屬材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型提出了使用扭矩倍增器作為扭矩傳遞和放大的方式，增大了輸出扭矩，降低了操作時(shí)間，減少了產(chǎn)品體積，提高了產(chǎn)品的傳動(dòng)效率。

2、本實(shí)用新型提出了使用伸縮式套筒的插口設(shè)計(jì)，無需手動(dòng)更換插口，即可實(shí)現(xiàn)多級(jí)接口自適應(yīng)對(duì)接，及大提高了了產(chǎn)品的易用性。

3、本實(shí)用新型提出了使用滑塊將軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為徑向運(yùn)動(dòng)，提高了接觸面積，提高了移動(dòng)精度，保證鎖閂手指運(yùn)動(dòng)時(shí)受力的可靠性和準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的立體圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型中鎖閂的立體圖。

圖4為本實(shí)用新型中鎖閂收縮的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型中鎖閂頂出的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為扭矩工具開關(guān)CLASS 4球閥原理示意圖。

圖7為圖6中插口套筒處進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖6中插口套筒處進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記為：1小插口套筒；1-1小插口套筒彈簧；2中插口套筒；2-2中插口套筒彈簧；3插口套筒；4端蓋；5軸承；6扭矩工具鼻；7插口底座；8傳感器安裝支架；9磁感應(yīng)開關(guān)；10磁鐵架；11環(huán)形扭矩單元；12殼體；13液壓馬達(dá)；14馬達(dá)及倍增器適配器；15扭矩倍增器；16鎖閂單元；16-1鎖閂外殼；16-2鎖閂手指；16-3鎖閂U型叉銷；16-4叉銷滑塊；16-5鎖閂U型叉；16-6鎖閂液壓缸；16-7鎖閂滑動(dòng)軸承；16-8圓柱銷；17插口適配器；18止推墊圈；19插口定位桿；20T型手柄；21水下球閥旋轉(zhuǎn)接口；22CLASS4級(jí)別接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1、圖2所示的一種扭矩工具包括扭矩驅(qū)動(dòng)單元、插口單元、鎖閂單元16。

所述扭矩驅(qū)動(dòng)單元包括液壓馬達(dá)13、馬達(dá)及倍增器適配器14、扭矩倍增器15、插口適配器17、格萊圈、傳感器安裝支架8、霍爾傳感器、磁鐵架10、磁鐵、水密接插件，扭矩驅(qū)動(dòng)單元中各部件的連接關(guān)系具體為：液壓馬達(dá)13前軸端被殼體12密封罩住，并且液壓馬達(dá)13軸與馬達(dá)及倍增器適配器14通過鍵連接，馬達(dá)及倍增器適配器14后與扭矩倍增器15輸入端對(duì)接，扭矩倍增器15輸出端與插口適配器17連接。

液壓馬達(dá)13啟動(dòng)后，能帶動(dòng)馬達(dá)及倍增器適配器14傳輸扭矩到扭矩倍增器15上，扭矩倍增器15通過效率轉(zhuǎn)換使輸出扭矩增大，同時(shí)也起到了減速作用，并將扭矩傳導(dǎo)到插口適配器17上。可以通過控制液壓馬達(dá)13實(shí)現(xiàn)扭矩工具進(jìn)行扭矩的輸出以及插口的正反轉(zhuǎn)，扭矩倍增器15負(fù)責(zé)增大液壓馬達(dá)13的輸出扭矩，使扭矩達(dá)到工作要求，轉(zhuǎn)速可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述格萊圈用于插口適配器17轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和扭矩工具鼻6之間的密封，橡膠O型圈用于其他相鄰部件的端面密封。所述霍爾傳感器組件包括霍爾傳感器、傳感器安裝支架8、磁鐵架10、磁鐵、水密接插件，磁鐵被安裝在磁鐵架10上，磁鐵架10通過插口適配器17固定；霍爾傳感器和磁鐵進(jìn)行圈數(shù)計(jì)算，通過水密接插件輸出數(shù)據(jù)到水面控制單元，該水面控制單元可以在水面上調(diào)節(jié)扭矩工具的扭矩及轉(zhuǎn)速。

所述插口單元包括止推墊圈18、插口底座7、插口套筒3、導(dǎo)向帶、軸承5、端蓋4、彈簧、插口定位桿19、中插口套筒2、小插口套筒1。插口單元中各部件的連接關(guān)系具體為：止推墊圈18安裝在扭矩工具鼻6和插口底座7的兩端面中間，插頭套筒與插口底座7端面相接，軸承5和導(dǎo)向帶在扭矩工具鼻6和插口套筒3側(cè)壁之間起到導(dǎo)向和耐磨的作用，端蓋4負(fù)責(zé)固定軸承5，并與扭矩工具鼻6通過螺釘連接。所述插口套筒3與扭矩驅(qū)動(dòng)單元中的扭矩工具鼻6的后端通過導(dǎo)向帶進(jìn)行配合，與扭矩工具鼻6的前端通過軸承5進(jìn)行配合，該設(shè)計(jì)可使其平穩(wěn)導(dǎo)向，并降低磨損，同時(shí)保護(hù)了尼龍材質(zhì)的端蓋4，增加了零件穩(wěn)定性。所述端蓋4部分設(shè)有錐度，度數(shù)優(yōu)選為30°，保證端蓋4前端面的直徑小于后端面直徑，起到導(dǎo)向作用，用于方便插入到旋轉(zhuǎn)扭矩插孔中。

所述小插口套筒1、中插口套筒2、插口套筒3的開口形狀都為四葉草式，該外形設(shè)計(jì)可以使方口的球閥開關(guān)更加便捷的插入到扭矩工具中，又因?yàn)樵撔螤畹奶淄舶藘山M矩形輪廓，因此在插入之后，既可保證扭矩工具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，又可保證扭矩工具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并且接觸面較為穩(wěn)定可靠。中插口套筒2和小插口套筒1嵌設(shè)在插口套筒3中，且小插口套筒1、中插口套筒2、插口套筒3相互套合成伸縮式套筒，小插口套筒1與中插口套筒2的一端都具有法蘭盤，小插口套筒1外壁與中插口套筒2內(nèi)壁相互貼合，并通過法蘭盤進(jìn)行軸向限位，中插口套筒2外壁與插口套筒3內(nèi)壁相互貼合，也通過法蘭盤進(jìn)行軸向限位，通過兩個(gè)(不同大小的)彈簧進(jìn)行固定，伸縮套筒式套筒為可替換部件。

伸縮套筒式套筒為可替換部件，在Class1～Class 4(ISO 13628-8)級(jí)別的插口中，由于該結(jié)構(gòu)為伸縮套筒式設(shè)計(jì)，由三種不同規(guī)格尺寸的四葉草式套筒結(jié)合而成，內(nèi)部通過一大一小兩個(gè)彈簧進(jìn)行固定，當(dāng)扭矩工具旋轉(zhuǎn)CLASS1、CLASS2級(jí)別接口時(shí)，插口直接導(dǎo)入，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)CLASS3級(jí)別開關(guān)時(shí)，扭矩工具插入的同時(shí)，插口套筒3最內(nèi)層的部分會(huì)收到推力，壓縮小彈簧，將內(nèi)側(cè)套筒頂入到第二層套筒內(nèi)部，而CLASS3級(jí)別的方口則會(huì)與第二層套筒相配合，繼而可以進(jìn)行開關(guān)的旋轉(zhuǎn)，同樣，旋轉(zhuǎn)CLASS4級(jí)別開關(guān)時(shí)，第一層和第二層套筒也會(huì)因?yàn)橥屏ψ饔?，壓縮小彈簧和大彈簧，將前兩層套筒頂入大套筒內(nèi)部，可選擇不更換零部件直接插入使用。

如圖3至圖5所示，所述鎖閂單元16包括鎖閂液壓缸16-6、鎖閂外殼16-1、鎖閂手指16-2、鎖閂滑動(dòng)軸承16-7、鎖閂U型叉16-5、鎖閂U型叉銷16-3、圓柱銷16-8、插銷滑塊，用于當(dāng)扭矩工具插入到旋轉(zhuǎn)扭矩插孔中到位后，打開鎖閂，防止扭矩工具在旋轉(zhuǎn)時(shí)與接口出現(xiàn)脫離現(xiàn)象。在實(shí)際使用時(shí)，由ROV裝載扭矩工具在水下進(jìn)行水下球閥的對(duì)接，其中扭矩工具前端部分插入到旋轉(zhuǎn)扭矩插孔內(nèi)，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對(duì)接操作。

所述鎖閂單元16的推出結(jié)構(gòu)包括一個(gè)定位用的圓柱銷16-8和一個(gè)叉銷滑塊16-4，圓柱銷16-8外側(cè)設(shè)有鎖閂滑動(dòng)軸承16-7用于減小摩擦，叉銷滑塊16-4與鎖閂手指16-2、鎖閂U型叉16-5分別通過鎖閂U型叉銷16-3連接，鎖閂U型叉16-5與鎖閂液壓缸16-6的頂桿可以使用較為方便的螺紋連接固定。該推出機(jī)構(gòu)用于將鎖閂液壓缸16-6的軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為徑向運(yùn)動(dòng)，且叉銷滑塊16-4用于確保在最終受力位置時(shí)的最大接觸面積，提高零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

扭矩工具鎖閂為限制和鎖緊扭矩工具與旋轉(zhuǎn)扭矩插孔之間位置的作用，其中鎖閂液壓缸16-6作為驅(qū)動(dòng)部件，當(dāng)扭矩工具對(duì)接到位之后，通過鎖閂液壓缸16-6的頂桿頂出徑向伸出的鎖閂手指16-2，將鎖閂手指16-2的受力面移動(dòng)到垂直于旋轉(zhuǎn)扭矩插孔的位置，保證在扭矩工具使用時(shí)不會(huì)脫離旋轉(zhuǎn)扭矩插孔，當(dāng)開關(guān)球閥結(jié)束后收縮鎖閂液壓缸16-6的頂桿即可拔出扭矩工具；且頂桿頂出徑向伸出的鎖閂手指16-2，到達(dá)垂直于軸向方向的突出位置，可以保證手指始終勾住旋轉(zhuǎn)扭矩插孔，防止軸向滑動(dòng)，保證整個(gè)旋轉(zhuǎn)期間工具的穩(wěn)定操作。而鎖閂手指16-2與鎖閂液壓缸16-6通過插銷滑塊、鎖閂U型叉16-5和鎖閂U型叉銷16-3的組合，保證傳導(dǎo)效率和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。鎖閂外殼16-1的連接關(guān)系具體為：鎖閂外殼16-1一端與鎖閂液壓缸16-6連接，并且固定在扭矩工具鼻6上，鎖閂外殼16-1包裹整個(gè)推出機(jī)構(gòu)，只在一側(cè)留出鎖閂手指16-2的推出槽，用于工具在使用過程中對(duì)推出機(jī)構(gòu)的保護(hù)以及扭矩工具旋轉(zhuǎn)時(shí)的固定作用。

扭矩工具還包括T型手柄20，直接通過螺釘安裝在扭矩工具鼻6的螺紋孔上，用于作為扭矩工具的輔助操作裝置。在使用時(shí)能通過ROV上的機(jī)械手進(jìn)行抓取操作，也可將T型手柄20拆卸，通過扭矩工具鼻6上的六個(gè)螺釘孔安裝在ROV上進(jìn)行使用。

在本實(shí)用新型中，扭矩工具可以根據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)改裝，當(dāng)扭矩工具開關(guān)小口徑低扭矩的任務(wù)時(shí)，液壓馬達(dá)13自身驅(qū)動(dòng)力可以滿足要求，則可以將扭矩倍增器15、馬達(dá)及倍增器適配器14、環(huán)形扭矩單元11拆除，液壓馬達(dá)13直接連接插口適配器17使用，四葉草式套筒結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)需求轉(zhuǎn)換為單一接口級(jí)別的套筒，即CLASS1～CLASS4之中的唯一一個(gè)規(guī)格的套筒，同時(shí)替換掉小插口套筒1、中插口套筒2、插口套筒3，并以插口套筒3的安裝方式固定。此改裝方法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅減輕了本體重量，還保證產(chǎn)品更強(qiáng)的可靠性，使得操作更加方便，也更加便于維護(hù)修理。

在本實(shí)用新型中，端蓋4采用尼龍材質(zhì)的端蓋。所述除殼體12、液壓馬達(dá)13、馬達(dá)及倍增器適配器14、扭矩倍增器15、插口適配器17、傳感器安裝支架8、霍爾傳感器、磁鐵架10、磁鐵的所有零件和標(biāo)準(zhǔn)件都使用耐海水腐蝕的相同金屬材料。所述殼體12采用鋁合金陽(yáng)極氧化材質(zhì)的殼體，減輕整體重量，便于ROV攜帶及使用。所述端蓋4采用尼龍材質(zhì)的殼，保證對(duì)接時(shí)為軟硬碰撞，提高安全性，并減輕重量。

在水下使用時(shí)進(jìn)行充油補(bǔ)償，通過O型圈密封，確保使用過程中，殼體12不受海水壓力而變形，并且充油后對(duì)于部件起到潤(rùn)滑作用，增加其壽命。在旋轉(zhuǎn)區(qū)域使用格萊圈和導(dǎo)向帶，在保證密封性的前提下，使得扭矩穩(wěn)定傳導(dǎo)。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。